心脏是一个复杂的器官，其力学和生理学很难研究和理解。然而，3D打印可以帮助我们更好地了解我们身体的这一重要部位。无论如何，这是加拿大CHU Sainte Justine Azrieli中心的一组研究人员的目标。他们开发了一种“芯片上的心脏”：一种使用3D生物打印制作的系统，模拟人类心脏的机械和电气活动，从而模仿其行为。该设备可以更容易地研究单个心脏病，并开发更适合每个患者的特定治疗方法。
几年来，涉及活细胞打印的3D生物打印一直在快速发展，并成为许多有前景和令人鼓舞的医疗项目背后的驱动力。最终，使用这项技术的人的目标之一是开发出有活力的器官，从而大大减少等待肾脏、肝脏或心脏的人数。移植可能更快，而且潜在的风险更小。然而，离我们实现这一目标还有很长的路要走，生物打印有望取得巨大的医学进步。目前，它主要用于研究阶段，为更好地了解特定疾病提供替代解决方案。
利用三维生物打印技术研究人类心脏
值得注意的是，影响心脏的疾病尤其复杂。由于心脏是如此重要的器官，目前医学专业人员很难对其细胞活性进行活体研究并得出结论。这就是为什么CHU Sainte Justine的研究人员开始制作一种生物打印的戒指，以再现心脏的生理和力学。他们开发了一种基于光交联天然聚合物、甲基丙烯酰基明胶（GelMA）、甲基丙烯酸海藻酸盐（AlgMA）和还原氧化石墨烯（rGO）导电纳米材料的特定生物墨水。这种组合不仅使材料更容易印刷，而且还提高了拉伸和压缩机械性能。
因此，研究人员将心脏组织3D打印成环形，从而更容易研究器官的行为。这是一种更容易生产和分析的芯片。药理学教授、该研究的负责人Houman Sovaji解释道：“我们的研究使3D生物打印技术相结合，能够更快、更准确地生产出标准的片上心脏。此外，我们的研究结果表明，打印设备的性能比手动生产的设备更好。”
最终，研究人员希望能够使用患者的干细胞开发心脏病模型，并直接在芯片上测试治疗方法，从而在细胞上测试。这为创造更有效、更个性化的药物开辟了新的前景。
该研究的另一位作者Ali Mousavi总结道：“下一步将比较健康和患病的心脏细胞，以开发固体心脏病理模型。这也将使我们能够安全准确地测试新的治疗分子对细胞的影响。”
